-
Методические указания
Рассматриваемое АЛУ является четырехразрядным устройством, то есть каждый операнд должен быть представлен четырьмя битами:
А = a3а2а1а0 и B = b3b2b1b0.
Логические операции над операндами производятся поразрядно (переносов в старшие разряды не происходит)
F = A * B = (a3 * b3)…(a0 * b0),
где символ "*" - означает некоторую логическую операцию (дизъюнкцию, конъюнкцию и т.д.).
Вид выполняемой операции определяется четырехразрядным управляющим сигналом S и сигналом установки режима M (Mode).
Операция, выполняемая АЛУ, аналитически определяется следующим выражением:
(1)
где Fi - выходной код АЛУ; Ai и Bi - значения входных операндов в i- том разряде; Si - четырехразрядные управляющие сигналы; М - сигнал, определяющий тип выполняемой операции (логическая или арифметическая); С0 - перенос из предыдущего (младшего) разряда.
Если в это выражение подставить все возможные комбинации управляющих сигналов, то получится таблица 4.
Следует обратить внимание на два использованных в таблице символа:
-
символ арифметического сложения "+";
-
символ логической операции ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ "".
Различие между ними состоит в том, что арифметическое сложение предполагает перенос между разрядами, а логический оператор предусматривает взаимодействие лишь одноименных разрядов. Другими словами: таблицы истинности для этих операций одинаковы, но для логической операции переносы в старшие разряды запрещены.
При выполнении арифметического сложения чисел длина разрядной сетки иногда может оказаться недостаточной. В этих случаях возникает перенос в следующий (пятый) разряд. На рис. 1 этот сигнал обозначен символом С4.
Операнды А и В можно сформировать разными способами.
Например, 16 раз записать эти операнды в генератор слов и затем работать в пошаговом режиме (переключение можно делать нажатием клавиши F9).
Второй способ рациональнее.
На генераторе слов один раз набрать заданные операнды. В пошаговом режиме добиться появления этих операндов на выходе генератора слов. Затем переключить генератор слов в режим запуска от внешнего генератора (EXTERNAL).
После этого на выходе генератора слов будут постоянно присутствовать нужные операнды (так как внешний генератор не подключен и генератор слов не меняет своего состояния).
Табл. 4.
|
Управляющие сигналы |
Выполняемые операции |
||||
|
S3 |
S2 |
S1 |
S0 |
Логические М = 1 |
Арифметические М = 0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0000 |
|
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
Следует обратить особое внимание на формирование входного переноса C0. Эта величина формируется с инверсией, то есть, если нужно сформировать C0 = 1, то с помощью ключа С нужно сформировать логический ноль (и наоборот). Значение входного переноса отображает светодиод C0 (рис. 1).